Aggregatelager und ein Lagerkern dafür

Abstract

 Aggregatelager, umfassend einen Lagerkem (1) mit einer Ummantelung (2) aus einem wärmeisolierenden Werkstoff und ein Auflager (3), wobei die Ummantelung (2) und das Auflager (3) durch einen Federkörper (4) aus einem elastomeren Werkstoff aufeinander abgestützt sind, wobei der Lagerkem (1) zumindest einen Anschlag (5) aus einem metallischen Werkstoff aufweist, der zumindest teilweise von der Ummantelung (2) umschlossen ist und wobei der Anschlag (5) zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen des Lagerkems (1) relativ zum Auflager (3) an ein Anschlaggehäuse (6) anlegbar ist.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein Aggregatelager, umfassend einen Lagerkern und ein Auflager, die durch einen Federkörper aus einem elastomeren Werkstoff aufeinander gestützt sind. Außerdem betrifft die Erfindung einen Lagerkern für ein Aggregatelager,

Stand der Technik

[0002] Aggregatelager und Lagerkeme sind allgemein bekannt und beispielsweise als Hydrolager zur Lagerung von Motoren in Kraftfahrzeugen ausgebildet. Durch die immer höher werdenden Anforderungen an eine gute Aerodynamik von Kraftfahrzeugen und damit einhergehende gekapselte und/oder engere Motorräume sind die zur Anwendung gelangenden Aggregatelager hohen thermischen Belastungen ausgesetzt.

[0003] Ein Lagerkern aus metallischem Werkstoff weist eine hohe Festigkeit und Formstabilität auch dann auf, wenn das Aggregatelager thermisch hochbelastet ist. Ein solcher Lagerkern ist von Vorteil, wenn dieser einen Anschlag zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen des Lagerkems bezogen auf das Auflager aufweist. Nachteilig ist jedoch, dass der am Lagerkern gebunden angeordnete Federkörper durch die gute Wärmefeitfähigkeit des metallischen Lagerkerns mit unerwünscht hohen Temperaturen beaufschlagt wird. Dies führt häufig zumindest zu verringerten Standzeiten, wenn nicht gar zu einer Beschädigung/Zerstörung des Aggregatelagers.

[0004] Ein Lagerkern aus polymerem Werkstoff weist demgegenüber durch seine, bezogen auf metallische Werkstoffe, bessere Wärmeisolation einen besseren Schutz des elastomeren Federkörpers vor hohen Temperaturen auf. Insbesondere dann, wenn der Lagerkern einen Anschlag zur Begrenzung von extremen Auslenkbewegungen aufweist und der Anschlag ebenfalls aus einem polymeren Werkstoff besteht, weil er zum Beispiel einen einteiligen Bestandteil des Lagerkerns bildet, sind die Festigkeit dieses Anschlags und daraus resultierend die Gebrauchseigenschaften des Aggregatelagers wenig zufriedenstellend.

Darstellung der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Aggregatelager und einen Lagerkern der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der aus einem elastomeren Werkstoff bestehende Federkörper durch den Lagerkern möglichst gut wärmeisoliert wird und dass der Lagerkern außerdem eine ausreichend große Festigkeit aufweist, wenn hohe Quer- und Zugkräfte in das Aggregatelager eingeleitet werden und diese Kräfte durch Anschläge des Lagerkems begrenzt werden.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die darauf jeweils rückbezogenen Unteransprüche Bezug.

[0007] Zur Lösung der Aufgabe ist ein Aggregatelager vorgesehen, umfassend einen Lagerkern mit einer Ummantelung aus einem wärmeisolierenden Werkstoff und ein Auflager, wobei die Ummantelung und das Auflager durch einen Federkörper aus einem elastomeren Werkstoff aufeinander abgestützt sind, wobei der Lagerkern zumindest einen Anschlag aus einem metallischen Werkstoff aufweist, der zumindest teilweise von der Ummantelung umschlossen ist und wobei der Anschlag zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen des Lagerkems relativ zum Auflager an ein Anschlaggehäuse anlegbar ist.

[0008] Der wärmeisolierende Werkstoff ist bevorzugt durch einen polymeren Werkstoff gebildet.

[0009] Der polymere Werkstoff kann zur weiter verbesserten Wärmeisolierung einen mineralischen Füllstoff aufweisen.

[0010] Der Füllstoff kann durch gemahlenen Glimmer gebildet sein.

[0011] Dadurch, dass der Lagerkern als Mehrkörperkern ausgebildet ist, umfassend den Anschlag aus metallischem Werkstoff, der von der Ummantelung aus polymerem Werkstoff umschlossen ist, wobei der elastomere Federkörper nur mit der Ummantelung aus polymerem Werkstoff und nicht mit einem metallischen Werkstoff in Berührung kommt, wird der Zielkonflikt Wärmeisolation und dadurch Schutz des Federkörpers einerseits und Festigkeit/Dauerhaltbarkeit des Anschlags zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen andererseits gelöst.

[0012] Durch die Ummantelung kann die Temperatur im Inneren des Aggregatelagers um zumindest 10°C gesenkt werden, bezogen auf Aggregatelager, bei denen der Federkörper einen metallischen Lagerkern berührt.

[0013] Der aus einem metallischen Werkstoff bestehende Anschlag, der den Federkörper nicht berührt, weist gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf. Die Festigkeit des Anschlags kann durch Dimensionierung und/oder Werkstoffauswahl problemlos an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles angepasst werden.

[0014] Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Anschlag von der Ummantelung vollständig ummantelt ist. Hierbei ist von Vorteil, dass der Anschlag einerseits gut vor Umgebungseinflüssen geschützt ist und andererseits Anschlaggeräusche reduziert sind, wenn der Anschlag das zumeist aus einem metallischen Werkstoff bestehende Anschlaggehäuse zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen berührt.

[0015] Der Anschlag kann durch ein Blechteil gebildet sein. Aus Blech bestehende Anschläge können einfach und kostengünstig hergestellt werden, beispielsweise durch Tiefziehen. Außerdem ist das gesamte Aggregatelager dadurch einfach und kostengünstig herstellbar. Das Umspritzen metallischer Bauteile mit polymeren Werkstoffen ist allgemein bekannt und prozesssicher durchführbar.

[0016] Der Anschlag und der Federkörper können vom Anschlaggehäuse im Wesentlichen topfförmig umschlossen sein. Das Anschlaggehäuse ist stirnseitig einerseits mit dem Auflager, zum Beispiel durch Bördeln, verbunden, und stirnseitig andererseits weist das Anschlaggehäuse eine zentrale Durchbrechung auf, die vom Lagerkern durchdrungen ist. Die Begrenzung extremer Auslenkbewegungen erfolgt in axialer und radialer Richtung dadurch, dass der Anschlag an das Anschlaggehäuse anschlägt. Dadurch wird eine unerwünscht hohe mechanische Belastung des elastomeren Federkörpers vermieden; die Gebrauchsdauer und die Gebrauchseigenschaften des Aggregatelagers werden dadurch verbessert.

[0017] Das Auflager und das Anschlaggehäuse können kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Derartige Fügetechniken sind auch im Bereich von Aggregatelagem bekannt und bewährt.

[0018] Der Lagerkern kann eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Aggregats aufweisen. Die Befestigungseinrichtung kann durch ein Sacklochgewinde, eine Schraube oder einen Zapfen mit Querbohrung gebildet sein. Das ist davon abhängig, auf welche Art und Weise das zu lagernde Aggregat am Lagerkern befestigbar ist.

[0019] Die Befestigungseinrichtung kann auf ihren der Ummantelung zugewandten Seiten zumindest teilweise von einem Glimmer-Wärmeschutzschild überdeckt sein.

[0020] Das Glimmer-Wärmeschutzschild kann durch eine Glimmerscheibe und/oder ein Glimmerrohr gebildet sein.

[0021] Durch das Glimmer-Wärmeschutzschild wird die Ummantelung zusätzlich vor lokalen Temperaturüberhöhungen geschützt.

[0022] Das zuvor beschriebene Aggregatelager kann als Hydrolager ausgebildet sein, wobei der Lagerkern, das Auflager und der Federkörper einen jeweils mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeits- und Ausgleichsraum begrenzen, wobei der Arbeits- und Ausgleichsraum durch eine Trennwand voneinander getrennt und durch einen Dämpfungskanal flüssigkeitsleitend miteinander verbunden sind. Der zuvor beschriebene generelle Aufbau kann bedarfsweise modifiziert werden, z.B. dadurch, dass an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Düsenkäfige in der Trennwand montiert werden und/oder ein zusätzlicher Tilger innerhalb des Lagers vorgesehen wird, um Leerlaufschwingungen tilgen zu können. Der erfindungsgemäße Lagerkern kann bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Aggregatelagem zur Anwendung gelangen.

[0023] Außerdem betrifft die Erfindung einen Lagerkern für ein Aggregatelager, der eine Ummantelung aus einem wärmeisolierenden Werkstoff und zumindest einen Anschlag aus einem metallischen Werkstoff aufweist der von der Ummantelung zumindest teilweise, bevorzugt vollständig umschlossen ist. Der wärmeisolierende Werkstoff ist, wie zuvor beschrieben, bevorzugt ein Polymer. Ein solcher Lagerkern kann praktisch in allen Aggregatelagern zur Anwendung gelangen, bevorzugt in solchen, die hohen Temperaturen aus der Umgebung ausgesetzt sind und ein Anschlaggehäuse zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen aufweisen. Dadurch, dass der Lagerkern, mit Ausnahme des Anschlags, aus einem polymeren Werkstoff besteht, sind der Federkörper und das Innere des Aggregatelagers vor einer unerwünscht hohen Wärmeübertragung aus der Umgebung geschützt. Der aus einem metallischen Werkstoff bestehende Anschlag weist eine ausreichend hohe Festigkeit auf, auch um ein wiederholtes Anschlagen am Anschlaggehäuse unbeschadet zu überstehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

[0024] In den Figuren 1 bis 6 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aggregatelager mit erfindungsgemäßem Lagerkern gezeigt. Die Figuren zeigen in schematischer Darstellung:

Figur 1

ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Anschlag, der als stirnseitig eingebördeltes Blechteil ausgebildet ist,

Figur 2

ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Anschlag aus einem metallischen Tiefziehtteil besteht, das vollständig von der polymeren Ummantelung des Lagerkerns ummantelt ist,

Figur 2a

das zweite Ausführungsbeispiel aus Figur 2, bei dem die Befestigungseinrichtung gegenüber der Ummantelung durch eine Glimmerscheibe und ein Glimmerrohr wärmeisoliert ist,

Figur 3

ein drittes Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Figur 2, wobei die Befestigungseinrichtung als Sacklochgewinde ausgebildet ist,

Figur 4

ein viertes Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Figur 3, wobei die Befestigungseinrichtung als Schraube ausgebildet ist,

Figur 5

ein fünftes Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4, wobei unter dem Schraubenkopf eine zusätzliche Scheibe angeordnet ist,

Figur 6

ein sechstes Ausführungsbeispiel mit einem Zwischenring und einem inneren Zuganschlag.

Ausführung der Erfindung

[0025] In den Figuren 1 bis 6 ist jeweils ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aggregatelagers gezeigt, in dem ein erfindungsgemäßer Lagerkern 1 zur Anwendung gelangt.

[0026] Der Lagerkern 1 ist jeweils als Mehrkörperkem ausgebildet und umfasst eine Ummantelung 2 aus einem polymeren Werkstoff sowie einen Anschlag 5 aus einem metallischen Werkstoff. Der Anschlag 5 ist jeweils durch ein Blechteil gebildet und in den Figuren 1 und 6 teilweise, in den Figuren 2 bis 5 vollständig umschlossen. Durch die Ummantelung 2 besteht in keinem der Ausführungsbeispiele ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem metallischen Anschlag 5 und dem Federkörper 4 aus elastomerem Werkstoff; eine in diesem Fall unerwünscht gute, materialbedingte Wärmeleitung vom Anschlag 5 zum Federkörper 4 und ins Innere des Aggregatelagers wird dadurch vermieden, dass die Ummantelung 2 als Wärmeisolation fungiert.

[0027] Zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen zwischen dem Lagerkern 1 und dem Auflager 3 in axialer und/oder radialer Richtung ist der Anschlag 5 vorgesehen, der eine ausreichend große Festigkeit aufweist. Ein Anschlag aus einem polymeren Werkstoff wäre nicht ausreichend fest. Der Anschlag 5 besteht in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen aus einem metallischen Werkstoff, der gegenüber seiner Umgebung durch die Ummantelung 2 wärmeisoliert ist.

[0028] Der Anschlag 5 und der Federkörper 4 sind von dem topfförmig ausgebildeten Anschlaggehäuse 6 umschlossen, wobei das Anschlaggehäuse 6 an seinem dem Lagerkern 1 axial abgewandten Ende 18 um das entsprechende Ende 19 des Auflagers 3 umgebördelt ist.

[0029] In jedem der Ausführungsbeispiele ist das Aggregatelager als Hydrolager ausgebildet und weist einen mit Dämpfungsflüssigkeit 10 gefüllten Arbeits-11 und Ausgleichsraum 12 auf, die durch eine Trennwand 13 getrennt und durch den Dämpfungskanal 14 flüssigkeitsleitend miteinander verbunden sind.

[0030] Die Hydrolager gelangen zum Beispiel in Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um eine Verbrennungskraftmaschine gegenüber einem Chassis zu lagern.

[0031] In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Aggregatelagers und eines Lagerkerns 1 gezeigt. Die Stirnseite 17 des Anschlags 5, die dem Arbeitsraum 11 axial abgewandt ist, ist um einen Bund 20 der Befestigungseinrichtung 7 umgebördelt

[0032] Die Herstellung des Lagerkems 1 erfolgt derart, dass die Befestigungseinrichtung 7 und der Anschlag 5 zu einer vormontierbaren Einheit verbunden werden, wobei die vormontierbare Einheit anschließend mit dem polymeren Werkstoff der Ummantelung 2 umspritzt wird.

[0033] In Figur 2 und Figur 2a ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der als metallisches Tiefziehtteil ausgebildete Anschlag 5 von der Ummantelung 2 vollständig umschlossen ist. Die Befestigungseinrichtung 7 wird zusammen mit dem Anschlag 5 vom polymeren Werkstoff der Ummantelung 2 umspritzt.

[0034] In Figur 2a ist die Befestigungseinrichtung 7 gegenüber der Ummantelung 2 durch eine Glimmerscheibe 22 und ein Glimmerrohr 23 wärmeisoliert.

[0035] In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Figur 2, wobei das Befestigungselement 7 als Sacklochgewinde 8 ausgebildet ist.

[0036] In Figur 4 Ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, dass sich vom Ausführungsbeispiel aus Figur 3 dadurch unterscheidet, das als Befestigungselement 7 eine Schraube 9 zur Anwendung gelangt.

[0037] In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4. Der Unterschied besteht darin, dass unter dem Kopf der Schraube 9 eine Scheibe 21 angeordnet ist, über die der Formschluss im Lagerkern 1 hergestellt wird.

[0038] In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, mit einem Zwischenring 15 und einem inneren Zuganschlag 16. Durch eine solche Ausführung besteht die Möglichkeit eines Baukastensystems. Unterschiedlich gestaltete Zwischenringe 15 können mit unterschiedlich gestalteten inneren Zuganschlägen 16 kombiniert werden, so dass beispielsweise Befestigungseinrichtungen 7 in Form eines Sacklochgewindes 8 entsprechend Figur 3 oder in Form einer Schraube 9 entsprechend Figur 4 bedarfsweise zur Anwendung gelangen können.

Ansprüche

1. Aggregatelager, umfassend einen Lagerkern (1) mit einer Ummantelung (2) aus einem wärmeisolierenden Werkstoff und ein Auflager (3), wobei die Ummantelung (2) und das Auflager (3) durch einen Federkörper (4) aus einem elastomeren Werkstoff aufeinander abgestützt sind, wobei der Lagerkern (1) zumindest einen Anschlag (5) aus einem metallischen Werkstoff aufweist, der zumindest teilweise von der Ummantelung (2) umschlossen ist und wobei der Anschlag (5) zur Begrenzung extremer Auslenkbewegungen des Lagerkerns (1) relativ zum Auflager (3) an ein Anschlaggehäuse (6) anlegbar ist

2. Aggregatelager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeisolierende Werkstoff durch einen polymeren Werkstoff gebildet ist.

3. Aggregatelager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff einen mineralischen Füllstoff aufweist.

4. Aggregatelager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff durch gemahlenen Glimmer gebildet ist.

5. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (5) von der Ummantelung (2) vollständig ummantelt ist.

6. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (2) aus Polyamid 6.6, gefüllt mit Glasfasern besteht und eine Dicke von zumindest 5 mm aufweist.

7. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (5) durch ein Blechteil gebildet ist

8. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (5) und der Federkörper (4) vom Anschlaggehäuse (6) im Wesentlichen topfförmig umschlossen sind.

9. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlaggehäuse (6) und das Auflager (3) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind,

10. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkern (1) eine Befestigungseinrichtung (7) zur Befestigung eines Aggregats aufweist.

11. Aggregatelager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (7) durch ein Sacklochgewinde, eine Schraube oder einen Zapfen mit Querbohrung gebildet ist.

12. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (7) auf ihren der Ummantelung (2) zugewandten Seiten zumindest teilweise von einem Glimmer-Wärmeschutzschild (22, 23) überdeckt ist.

13. Aggregatelager nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Glimmer-Wärmeschutzschild (22, 23) durch eine Glimmerscheibe (22) und/oder ein Glimmerrohr (23) gebildet ist

14. Aggregatelager nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es als Hydrolager ausgebildet ist, wobei der Lagerkern (1), das Auflager (3) und der Federkörper (4) einen jeweils mit Dämpfungsflüssigkeit (10) gefüllten Arbeits- (11) und Ausgleichsraum (12) begrenzen, wobei der Arbeits- (11) und der Ausgleichsraum (12) durch eine Trennwand (13) voneinander getrennt und durch einen Dämpfungskanal (14) flüssigkeitsleitend miteinander verbunden sind.

15. Lagerkern für ein Aggregatelager, der eine Ummantelung (2) aus einem wärmeisolierenden Werkstoff und zumindest einen Anschlag (5) aus einem metallischen Werkstoff aufweist, der von der Ummantelung (2) zumindest teilweise umschlossen ist.

16. Lagerkern nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der wärmeisolierende Werkstoff durch einen polymeren Werkstoff gebildet ist.

17. Lagerkern nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff einen mineralischen Füllstoff aufweist.

18. Lagerkern nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff durch ausgemahlenen Glimmer gebildet ist.

19. Lagerkern nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (2) den Anschlag (5) vollständig ummantelt.

20. Lagerkern nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (2) aus Polyamid 6.6, gefüllt mit Glasfasern besteht und eine Dicke von zumindest 5 mm aufweist.

Zeichnung